Master in Informatics and Computing Engineering
Impact of Gamification on Subject Engagement and Data Quality in Health-care Surveys on Mobile Applications
Raúl Manuel Fidalgo da Silva Teixeira Viana
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Gamification can be described as using video-game mechanics and elements in non-game contexts to improve user engagement and enhance playfulness, fun, competitiveness or other aspects. Its application is not limited to any particular discipline; it is used in fields related to education, workplace, business, sport, software and health.

Health studies may rely on surveys to collect data from subjects. These have the disad- vantages of being very time and staff-consuming, along with the subsequent digitalisation burden. With the increasingly easier and cheaper access to mobile computing and wireless communications, new approaches arise. The surveys can be delivered inside mobile apps to be filled out by the subjects more conveniently.

Applying gamification features to health surveys can increase subject engagement. This would help improve the data quality and, therefore, help establish this mobile-based survey design more confidently. Also, it can probably speed up the studies’ preparation phase and mitigate the data handling burden, increasing the number of published studies and knowledge produced.

The “Instituto de Saúde Pública da Universidade do Porto” (ISPUP), is developing a health study about chronic pain in adolescents. The data is being collected in an infrastructure explicitly developed for this kind of study, containing a mobile application through which the surveys are distributed. The population sample for this study comprises adolescents belonging to the “Geração XXI” cohort, randomized into two groups: gamified and non-gamified.

The data collected between 07/06/2022 and 24/08/2022 revealed the following results: a statistically significant higher number of logins in the gamified group and no statistically significant differences, in terms of subject engagement, between the two groups among the four survey survival rates and also on the several analysed data quality measures: Likert variance, LongString, Non-Response and Open Answer Length. Finally, the exploration of the gamification elements by the subjects fell behind expectations, with few purchased items on average and a high in-app coins balance after the completion of the fourth survey.

Within the limitations of this study, it is safe to conclude that the gamification elements could not induce subject engagement to enhance survey data quality. Therefore, the survey gamification implementation burden seems to overcome the potential benefits when applied in health studies. Even so, the implemented mobile application has been used to collect data for the ISPUP study through mobile phones, with all its inherent advantages.

A gamificação pode ser descrita como a utilização de mecânicas e elementos de videojogos em contextos diferentes destes, de forma a aumentar o envolvimento dos utilizadores, bem como potenciar o divertimento, a diversão e o lado lúdico das atividades nestes diferentes contextos. A sua aplicação não está limitada a uma única disciplina; a gamificação é usada em diferentes áreas, relacionadas com a educação, ambiente de trabalho, empresarial, desporto, software e saúde.

A aplicação de elementos de gamificação a inquéritos de saúde pode potenciar o envolvimentos dos sujeitos. Isto poderá levar a um aumento da qualidade dos dados e, assim, ajudar a estabelecer este desenho de estudo como o standard. Ainda, poderá levar a uma diminuição do tempo da fase de preparação deste tipo de estudos e a uma diminuição dos gastos na logística para lidar com os dados, permitindo um maior número de trabalhos publicados.

O Instituto de Saúde Pública da Universidade do Porto (ISPUP), está a desenvolver um estudo de saúde acerca da dor crónica nos adolescentes. Os dados estão a ser recolhidos através de uma infra-estrutura especificamente desenvolvida para o efeito, contendo uma aplicação móvel na qual são distribuídos os inquéritos. A amostra deste estudo é constituída por adoslescentes pertencentes ao cohort Geração XXI, e foi randomizada em dois grupos: gamificado e não-gamificado.

Os dados recolhidos entre 07/06/2022 e 28/08/2022 revelaram os seguintes resultados: uma diferença estatísticamente significativa no número de logins entre os dois grupos, sendo que o grupo gamificado revelou um número de logins superior ao grupo não-gamificado. Não foram encontradas diferenças estatísticamente significativas entre entre os dois grupos nos rácios de sobrevivência dos quatro inquéritos nem nas diferentes medidas de qualidade dos dados analisadas: variância do Likert, LongString, rácio de Não-respostas e rácio do Tamanho das Respostas Abertas. Finalmente, a exploração dos elementos de gamificação por parte dos sujeitos ficou aquém das expetativas, havendo uma média bastante baixa de items comprados e um valor muito alto de moedas não gastas. Dentro das limitações deste estudo é seguro afirmar que os elementos de gamificação não induziram envolvimento suficiente nos sujeitos de forma a produzir um aumento na qualidade nos dados. Assim, os potenciais benefícios da aplicação da gamificação a inquéritos em saúde não parecem sobrepor-se aos encargos exigidos na sua aplicação. Ainda assim, a aplicação móvel implementada está a ser utilizada para a recolha de dados no estudo do ISPUP, com todas as suas inerentes vantagens.

• Chair: Prof. Rui Camacho
• External Examiner: Prof. Benedita Malheiro
• Supervisor: Prof. João Correia Lopes
• Date: 12/10/2022